信息來源:
“4DC”系列(lie) 7.75
304、321、304L、202、201 7.93
310S、309S、316L、316 7.98
不銹鋼(gang)重量簡易(yi)計(ji)算公式
不銹鋼板每平方米重量(kg)計算公式:比重×厚度(du)(mm) ×寬度(m)長度(m)
304、321管(guan)每料重(zhong)量(kg)計算公(gong)式:0.02491×壁厚(hou)(mm) ×(外徑—壁厚)(mm)
316L、310S管海米重量(kg)計算公式:0.02495×壁厚(hou)(mm) ×(外(wai)徑(jing)—壁厚)(mm)
不銹鋼圓鋼:直徑×直徑×0.00623:公斤(jin)/米
不銹鋼鉻鋼:直徑×直徑(jing)×0.00609:公斤/米
不銹角鋼:寬度×厚(hou)度×0.015:公斤/米
不銹槽鋼:寬度×厚(hou)度×0.015×2:公斤/米
不銹鋼的(de)特點(dian)與(yu)選(xuan)用(yong)(不銹鋼知(zhi)識(shi))
不(bu)(bu)銹鋼是石(shi)油(you)、化(hua)工、化(hua)肥、食(shi)品、國(guo)防(fang)、餐(can)具(ju)、合成纖(xian)維和石(shi)油(you)提煉(lian)等(deng)工業(ye)行業(ye)中廣泛使(shi)用的(de)(de)金屬材(cai),而(er)許多容(rong)器、管(guan)道、閥門、泵、等(deng)一(yi)般都(dou)因與(yu)各種腐蝕性介質接觸遭受(shou)腐蝕而(er)報廢。據統計,全(quan)世界每(mei)年(nian)因腐蝕而(er)報廢的(de)(de)鋼材(cai)約占鋼材(cai)年(nian)產量的(de)(de)1/4。而(er)不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)產量占鋼鐵(tie)總產量的(de)(de)1%。因此,材(cai)料受(shou)到腐蝕而(er)失效是當今材(cai)料研究與(yu)發(fa)展中的(de)(de)三大(da)主要問題之一(yi)。
不銹鋼(gang)是指具有抗腐蝕性(xing)能的一類(lei)鋼(gang)種。
通(tong)常(chang)所說的(de)不(bu)銹鋼(gang)是不(bu)銹鋼(gang)與耐酸鋼(gang)的(de)總稱。
不(bu)銹鋼不(bu)一定耐(nai)酸(suan),但耐(nai)酸(suan)鋼同(tong)時又是不(bu)銹鋼。
所(suo)謂(wei)不(bu)銹鋼(gang)是(shi)指能抵抗大(da)氣及弱腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)介質腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的鋼(gang)種。腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)度(du)(du)(du)<0.01 mm/年者為完(wan)全耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)鋼(gang),速(su)度(du)(du)(du)<0.1 mm/年者為耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)鋼(gang)。所(suo)謂(wei)的耐(nai)酸鋼(gang)是(shi)指在(zai)各種強腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)介質中能耐(nai)酸的鋼(gang).腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)度(du)(du)(du)<0.1mm/年者為完(wan)全耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)度(du)(du)(du)<1mm/年者為耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。因此.不(bu)銹鋼(gang)并不(bu)是(shi)不(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、只不(bu)過(guo)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)度(du)(du)(du)較慢而已、絕(jue)對不(bu)被腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的鋼(gang)是(shi)不(bu)存在(zai)的。
值得注意(yi)的(de)(de)是在(zai)同(tong)(tong)一介(jie)(jie)質中(zhong).不同(tong)(tong)種類的(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)腐蝕(shi)速度大(da)不相同(tong)(tong)而(er)同(tong)(tong)一種不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)不同(tong)(tong)的(de)(de)介(jie)(jie)質中(zhong)腐蝕(shi)行為也大(da)不一樣。例如.Ni-Cr不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)氧化性介(jie)(jie)質中(zhong)的(de)(de)耐蝕(shi)性很好.但在(zai)非氧化介(jie)(jie)質中(zhong)(如鹽酸)的(de)(de)耐蝕(shi)性就不好了。因此掌握各類不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)特(te)點、對于正確選擇和使(shi)用不銹(xiu)鋼(gang)是很重要的(de)(de)。
不(bu)銹鋼不(bu)僅要(yao)(yao)耐蝕,還要(yao)(yao)承受或(huo)(huo)傳(chuan)遞載荷,因此還需要(yao)(yao)具有較好(hao)的力學性能。不(bu)銹鋼一般以板、管等(deng)型(xing)材加(jia)工成構件(jian)或(huo)(huo)零(ling)件(jian),因此.要(yao)(yao)有良好(hao)的切削加(jia)工性能和良好(hao)的焊接性能。
不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)按(an)典型(xing)(xing)(xing)組織分(fen)為:鐵素體(ti)(F)型(xing)(xing)(xing)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang);馬氏體(ti)〔M)型(xing)(xing)(xing)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang);奧(ao)氏體(ti)(A)型(xing)(xing)(xing)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang);奧(ao)氏體(ti)-鐵素體(ti)(A-F)雙相型(xing)(xing)(xing)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang);沉(chen)淀硬化型(xing)(xing)(xing)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。
一、金屬腐蝕(shi)
(一)金屬的(de)腐蝕過程
在外界介(jie)質的(de)(de)作用下使金屬(shu)逐漸受到破壞(huai)的(de)(de)現象稱(cheng)為腐(fu)蝕(shi)(shi)。腐(fu)蝕(shi)(shi)基(ji)本上有兩種(zhong)形(xing)式.化學(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)和(he)電(dian)(dian)化學(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)。在生產(chan)實(shi)際(ji)中(zhong)遇(yu)到的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)主要是電(dian)(dian)化學(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi),化學(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)中(zhong)不(bu)產(chan)生電(dian)(dian)流,巨在腐(fu)蝕(shi)(shi)過(guo)程(cheng)中(zhong)形(xing)成某種(zhong)腐(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)物。這(zhe)種(zhong)腐(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)物一(yi)般都覆蓋在金屬(shu)表面(mian)上形(xing)成一(yi)層膜,使金屬(shu)與介(jie)質隔離開來。
如(ru)(ru)(ru)果這層化(hua)(hua)(hua)學生成(cheng)物是穩定、致(zhi)密、完(wan)整(zheng)并(bing)同金(jin)屬(shu)表(biao)層牢(lao)固結合的,則(ze)將大大減輕甚至可以(yi)防止腐蝕的進(jin)一步發(fa)展(zhan),對金(jin)屬(shu)起(qi)保(bao)(bao)護(hu)作(zuo)(zuo)用(yong)。形成(cheng)保(bao)(bao)護(hu)膜的過(guo)程稱(cheng)為鈍化(hua)(hua)(hua)。例如(ru)(ru)(ru),生成(cheng)SiO2、Al2O3、Cr2O3等氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜,這些(xie)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜結構(gou)致(zhi)密、完(wan)整(zheng)、無疏松、無裂(lie)紋且不易剝(bo)落,可起(qi)到保(bao)(bao)護(hu)基體金(jin)屬(shu)、避免繼續氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)的作(zuo)(zuo)用(yong)。例如(ru)(ru)(ru)鐵在高(gao)溫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)時生成(cheng)的Fe2O3。反之,有(you)些(xie)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜是不連續的,或者是多孔狀(zhuang)的.對基體金(jin)屬(shu)沒(mei)有(you)保(bao)(bao)護(hu)作(zuo)(zuo)用(yong)。例如(ru)(ru)(ru).有(you)些(xie)金(jin)屬(shu)的氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物,如(ru)(ru)(ru)Mo2O3、WO3在高(gao)溫下(xia)具有(you)揮發(fa)性(xing),完(wan)全沒(mei)有(you)覆蓋基體的保(bao)(bao)護(hu)作(zuo)(zuo)用(yong)。
可見,氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)產(chan)生(sheng)(sheng)及氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)結(jie)構和性(xing)質(zhi)是(shi)化(hua)(hua)學腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)(yao)特征。因此,提高金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)耐化(hua)(hua)學腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)能力 ,主要(yao)(yao)是(shi)通(tong)過合金(jin)(jin)化(hua)(hua)或其它(ta)方法,在金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)表(biao)面形(xing)成一(yi)層穩定(ding)的(de)(de)(de)(de)、完(wan)整(zheng)致密的(de)(de)(de)(de)并與基體結(jie)合牢(lao)固的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo),也稱為鈍化(hua)(hua)膜(mo),電(dian)(dian)化(hua)(hua)學腐(fu)(fu)蝕(shi)是(shi)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)腐(fu)(fu)蝕(shi)更重(zhong)要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)、更普遍(bian)的(de)(de)(de)(de)形(xing)式,它(ta)是(shi)由(you)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)或金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)(tong)電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位(wei)而構成原電(dian)(dian)池所產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)。這種原電(dian)(dian)池腐(fu)(fu)蝕(shi)是(shi)在顯微組織之間產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)故(gu)又稱之為微電(dian)(dian)池腐(fu)(fu)蝕(shi)。電(dian)(dian)化(hua)(hua)學腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)特點(dian)是(shi)有電(dian)(dian)介質(zhi)存在,不(bu)同(tong)(tong)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)之間、金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)微區之間或相之間有電(dian)(dian)位(wei)差異連通(tong)或接觸,同(tong)(tong)時有腐(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)流(liu)產(chan)生(sheng)(sheng)。
二、腐蝕(shi)類型
金屬材(cai)料在工業生產中(zhong)的腐蝕(shi)失(shi)效(xiao)形式是多種多樣的。不同(tong)材(cai)料在不同(tong)負荷(he)及不同(tong)介(jie)質環境(jing)的作用(yong)下,其腐蝕(shi)形式主要有以下幾類:
一(yi)般腐(fu)蝕:金屬裸露表(biao)面發生大面積的較為(wei)均勻的腐(fu)蝕,雖降(jiang)低構(gou)件受(shou)力有效(xiao)面積及其使用壽命,但比局(ju)部腐(fu)蝕的危害性小。
晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi):指沿品界進行的(de)腐(fu)蝕(shi),使晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)連接遭到(dao)破壞(huai)。這種(zhong)腐(fu)蝕(shi)的(de)危害性最(zui)大,它(ta)可以使金屬變脆或喪失強度(du),敲擊時失去金屬聲響(xiang),易造(zao)成突然(ran)事故(gu)。晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)為奧氏(shi)體不(bu)銹鋼的(de)主(zhu)要腐(fu)蝕(shi)形式(shi),這是由于晶(jing)(jing)(jing)界區域與(yu)晶(jing)(jing)(jing)內成分或應(ying)力有差別,引起(qi)晶(jing)(jing)(jing)界區域電(dian)極電(dian)位顯(xian)著降低而(er)造(zao)成的(de)電(dian)極電(dian)位助(zhu)差別所致。
應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi):金屬(shu)在腐蝕(shi)(shi)介(jie)質(zhi)及拉應(ying)(ying)力(li)(外(wai)加應(ying)(ying)力(li)或內(nei)應(ying)(ying)力(li))的(de)(de)共同(tong)作用(yong)下產生破裂(lie)現象。斷裂(lie)方式主要(yao)是沿晶的(de)(de)、也有 穿晶的(de)(de),這(zhe)是一種危險的(de)(de)低(di)應(ying)(ying)力(li)脆(cui)性(xing)斷裂(lie)、在氯化介(jie)質(zhi)和堿性(xing)氧化物或其它水溶性(xing)介(jie)質(zhi)中常發生應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi),在許多設備的(de)(de)事故(gu)中占相當大的(de)(de)比例(li)。
點(dian)腐蝕(shi):點(dian)腐蝕(shi)是發生在金屬表面局部區域(yu)的一種腐蝕(shi)破壞形式、點(dian)腐蝕(shi)形成后能迅速地向深(shen)處(chu)發展,最(zui)后穿(chuan)透金屬。點(dian)腐蝕(shi)危(wei)害性很大(da),尤(you)其是對各種容(rong)器是極為不利的。出(chu)現(xian)點(dian)腐蝕(shi)后應及時磨光或涂漆,以避免腐蝕(shi)加(jia)深(shen)。
點腐(fu)(fu)蝕產(chan)生的(de)原因是在介質(zhi)的(de)作用下,金屬表面鈍化膜(mo)受到局部損壞而造成的(de)。或(huo)者在含有氯離(li)子的(de)介質(zhi)中,材料表面缺陷疏松(song)及(ji)非金屬夾(jia)雜物(wu)等(deng)都可引起(qi)點腐(fu)(fu)蝕。
腐(fu)蝕(shi)疲勞(lao)(lao):金屬在腐(fu)蝕(shi)介質(zhi)及(ji)交變應力作用下發生(sheng)的(de)破壞、其特點是產生(sheng)腐(fu)蝕(shi)坑和大量裂紋。顯著(zhu)降低鋼的(de)疲勞(lao)(lao)強(qiang)度(du),導致過早斷裂。腐(fu)蝕(shi)疲勞(lao)(lao)不同(tong)于機械疲勞(lao)(lao),它沒有一定的(de)疲勞(lao)(lao)極(ji)限,隨著(zhu)循環(huan)次數的(de)增加(jia),疲勞(lao)(lao)強(qiang)度(du)一直是下降的(de)。
除了上(shang)述(shu)各種腐蝕(shi)形式(shi)以外,還有由于宏觀電池作用(yong)而(er)產生的腐蝕(shi)。例(li)如,金(jin)屬(shu)構件中鉚(liu)釘與鉚(liu)接(jie)材料不同、異種金(jin)屬(shu)的焊接(jie)、船體(ti)與螺旋槳材料不同等因電極電位差別而(er)造(zao)成的腐蝕(shi)。
從上述腐蝕(shi)機理可見(jian),防止腐蝕(shi)的(de)(de)著眼點應放在:盡可能減(jian)(jian)少原(yuan)電(dian)池數量,使鋼(gang)的(de)(de)表面形成一層穩定的(de)(de)、完整的(de)(de)、與鋼(gang)的(de)(de)基體結合牢固的(de)(de)鈍化膜;在形成原(yuan)電(dian)池的(de)(de)情況下,盡可能減(jian)(jian)少兩(liang)極(ji)(ji)間的(de)(de)電(dian)極(ji)(ji)電(dian)位(wei)差。
不銹鋼的合(he)金化原理(li)
提(ti)高鋼(gang)耐蝕(shi)性的方(fang)法(fa)很多,如表面涂一層耐蝕(shi)金屬、涂敷非金屬層、電化學保護和改變腐蝕(shi)環(huan)境介(jie)質等。但是利(li)用(yong)合(he)金化方(fang)法(fa),提(ti)高材料本身(shen)的耐蝕(shi)性是最有效的防止腐蝕(shi)破(po)壞的措施之一,其(qi)方(fang)法(fa)如下:
(1)加入合(he)金元素,提高(gao)(gao)鋼(gang)基(ji)體的電(dian)極電(dian)位,從而提高(gao)(gao)鋼(gang)的抗電(dian)化學腐蝕能力。一般鋼(gang)中加入Cr、Ni、Si多元素均能提高(gao)(gao)其電(dian)極電(dian)位。由于Ni較缺,Si的大量加入會使鋼(gang)變脆,因(yin)此,只有Cr才(cai)是顯著(zhu)提高(gao)(gao)鋼(gang)基(ji)體電(dian)極電(dian)位常用的元素。
Cr 能提(ti)高鋼的(de)(de)(de)電(dian)極(ji)電(dian)位(wei)(wei),但不是呈線性關系、如圖(tu)5.1所示。實驗證明鋼的(de)(de)(de)電(dian)極(ji)電(dian)位(wei)(wei)隨合金元素的(de)(de)(de)增(zeng)加,存在著一個量變到質(zhi)變的(de)(de)(de)關系,遵循1/8規律(lv)。當Cr含量達到一定值時(shi)即(ji)1/8原子(zi)(l/8、2/8、3/8……)時(shi) ,電(dian)極(ji)電(dian)位(wei)(wei)將有一個突變。因此(ci),幾(ji)乎(hu)所有的(de)(de)(de)不銹鋼中,Cr含量均在12.%(原子(zi))以上,即(ji)11.7%(質(zhi)量)以上。
(2)加(jia)入合金(jin)元(yuan)(yuan)素(su)使鋼(gang)的(de)表面形成一層(ceng)穩定的(de)、完整(zheng)的(de)與鋼(gang)的(de)基體(ti)結合牢固(gu)的(de)純化膜。從而提(ti)(ti)高(gao)鋼(gang)的(de)耐(nai)化學腐(fu)蝕(shi)能力。如在鋼(gang)中(zhong)加(jia)入 Cr,Si.Al等(deng)合金(jin)元(yuan)(yuan)素(su) ,使鋼(gang)的(de)表層(ceng)形成致(zhi)密的(de)Cr2O3,SiO2,Al2O3等(deng)氧(yang)化膜,就可提(ti)(ti)高(gao)鋼(gang)的(de)耐(nai)蝕(shi)性。
(3)加(jia)入合金元(yuan)素使鋼(gang)在常溫時(shi)能以單相狀態存在,減少(shao)微電池數目從而提高鋼(gang)的耐蝕(shi)性。如加(jia)入足夠數量(liang)的Cr或Cr-Ni,使鋼(gang)在室(shi)溫下獲得單相鐵(tie)素體或單相奧氏體。
(4)加入Mo、Cu等元素,提高抗腐(fu)蝕(shi)的(de)能(neng)力。
(5)加(jia)入Ti,Nb等(deng)元素,消除Cr的晶間(jian)偏析,從而減輕了晶間(jian)腐蝕(shi)傾向。
(6)加入Mn、N等元素,代替部(bu)分Ni獲得(de)單相(xiang)奧氏體組織,同時能大(da)大(da)提高鉻(ge)不銹鋼在有機酸中的(de)耐蝕性。
不銹鋼的(de)種類和(he)特點
不(bu)(bu)銹(xiu)鋼有兩種分類法:一種是按合金元素(su)的特點,劃分為鉻不(bu)(bu)銹(xiu)鋼和鉻鎳不(bu)(bu)銹(xiu)鋼;
另一(yi)種是按(an)在正火(huo)狀態下鋼(gang)(gang)的組織(zhi)狀態,劃分(fen)為M不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、F不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、A不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、A一(yi)F雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。
一、馬氏體不(bu)銹鋼(gang)
典型的馬氏體(ti)不銹鋼有1Cr13~4Cr13和9Cr18等
1Cr13鋼加工工藝性(xing)能(neng)良好。可不(bu)(bu)經預熱進行(xing)深沖、彎曲、卷(juan)邊(bian)及焊接。2Crl3冷變形前(qian)不(bu)(bu)要求預熱,但焊接前(qian)需(xu)預熱,1Crl3、2Cr13主要用來(lai)制作耐蝕結構件(jian)如汽輪機葉片(pian)等,而3Cr13、4Cr13主要用來(lai)制作醫療器械外(wai)科手術(shu)刀及耐磨零件(jian);9Crl8可做耐蝕軸承(cheng)及刀具。
二、鐵素(su)體(ti)不銹鋼
鐵素不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)含Cr量一(yi)(yi)般為13%~30%合碳(tan)量低于0.25%。有(you)時還(huan)加入其(qi)它合金元素。金相組織(zhi)主(zhu)要(yao)是(shi)鐵素體(ti)(ti),加熱及冷(leng)卻(que)過程中沒有(you)α<=>γ轉變,不能用(yong)熱處理進行強(qiang)化。抗氧(yang)化性(xing)強(qiang)。同時,它還(huan)具有(you)良好的(de)熱加工性(xing)及一(yi)(yi)定的(de)冷(leng)加工性(xing)。鐵素體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)主(zhu)要(yao)用(yong)來制作要(yao)求有(you)較高的(de)耐蝕性(xing)而強(qiang)度要(yao)求較低的(de)構件,廣泛用(yong)于制造生產硝酸(suan)、氮肥等設備(bei)和化工使用(yong)的(de)管道等。
典型的(de)鐵(tie)素體(ti)不銹鋼(gang)有Crl7型、Cr25型和Cr28型。
三(san),奧氏(shi)體(ti)不銹鋼
奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)是(shi)克(ke)服馬氏(shi)作不銹(xiu)鋼(gang)耐蝕(shi)性不足和脆(cui)性過大而(er)發展起來的。基本成分(fen)為Crl8%、Ni8%簡(jian)稱18-8鋼(gang)。其(qi)特點是(shi)合碳量低于(yu)0.1%,利(li)用Cr、Ni配合獲(huo)得單相奧氏(shi)體(ti)組織。
奧氏作不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)一般(ban)用于制(zhi)造(zao)生產硝酸(suan)、硫酸(suan)等化(hua)工設備構(gou)件、冷凍工業低溫設備構(gou)件及經形變強化(hua)后(hou)可用作不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)彈簧(huang)和鐘(zhong)表發(fa)條等。
奧氏體不銹鋼具有(you)良好的(de)抗(kang)均勻腐蝕的(de)性能,但在局部抗(kang)腐蝕方(fang)面,仍存在下(xia)列問題(ti):
1.奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的晶間腐蝕(shi)
奧氏作不銹鋼(gang)在450~850℃保(bao)溫或緩慢冷卻時,會出現(xian)晶問腐(fu)(fu)蝕。含碳(tan)量越高(gao),晶間蝕傾向(xiang)性越大。此外,在焊接件的(de)(de)熱影(ying)響(xiang)區也會出現(xian)晶間腐(fu)(fu)蝕。這是由(you)于(yu)在晶界(jie)上析出富Cr的(de)(de)Cr23C6。使其周圍(wei)基體(ti)產(chan)生貧鉻區,從而形成腐(fu)(fu)蝕原電池而造成的(de)(de)。這種晶間腐(fu)(fu)蝕現(xian)象在前面(mian)提(ti)到(dao)的(de)(de)鐵素體(ti)不銹鋼(gang)中(zhong)也是存在的(de)(de)。
工(gong)程上常(chang)采用以下幾(ji)種方法防止(zhi)晶間腐(fu)蝕:
(1)降低鋼(gang)(gang)中的(de)碳(tan)(tan)量(liang),使鋼(gang)(gang)中合(he)碳(tan)(tan)量(liang)低于(yu)平衡狀態下(xia)在(zai)奧氏體(ti)內的(de)飽和溶解度,即從(cong)根本上解決了(le)鉻的(de)碳(tan)(tan)化物(wu)(Cr23C6)在(zai)晶界上析出的(de)問題(ti)。通常鋼(gang)(gang)中合(he)碳(tan)(tan)量(liang)降至0.03%以下(xia)即可滿足抗(kang)晶間腐(fu)蝕(shi)性能的(de)要求。
(2)加入Ti、Nb等能形(xing)成穩定(ding)碳(tan)化物(TiC或NbC)的元(yuan)素,避免在晶(jing)界上析(xi)出Cr23C6,即可防上奧氏體不銹鋼的晶(jing)間腐蝕。
(3)通過調整鋼(gang)中奧氏體(ti)形(xing)成(cheng)元素與鐵(tie)素體(ti)形(xing)成(cheng)元素的比例,使(shi)其具有奧氏體(ti) 鐵(tie)索體(ti)雙相組(zu)(zu)織,其中鐵(tie)素體(ti)占5%一12%。這種雙相組(zu)(zu)織不易產(chan)生(sheng)晶間腐(fu)蝕。
(4)采用適當(dang)熱處理工藝,可以(yi)防止(zhi)晶間腐蝕,獲得最佳的(de)耐蝕性。
2.奧氏體不銹鋼的應力腐蝕
應(ying)力(li)(li)(主要是拉(la)應(ying)力(li)(li))與腐(fu)蝕(shi)的綜合(he)作用所(suo)引起的開裂稱為應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)開裂,簡稱SCC(Stress Crack Corrosion)。奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼容易(yi)在含氯離子的腐(fu)蝕(shi)介(jie)質(zhi)中產(chan)生應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)。當含Ni量(liang)(liang)達到(dao)8%一10%時,奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)傾向性最大,繼續增加(jia)含Ni量(liang)(liang)至45~50%應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)傾向逐(zhu)漸減小(xiao),直至消失(shi)。
防(fang)止(zhi)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)應力腐蝕(shi)的最主要途徑是加入Si2~4%并(bing)從冶煉上(shang)將N含(han)(han)量(liang)控制在(zai)0.04%以下。此外還應盡量(liang)減少(shao)P、Sb、Bi、As等雜質的含(han)(han)量(liang)。另外可選(xuan)用A-F雙相鋼(gang),它在(zai)Cl-和(he)OH-介質中(zhong)對應力腐蝕(shi)不(bu)敏感(gan)。當初始的微細裂紋遇到鐵素(su)體(ti)相后(hou)不(bu)再繼(ji)續(xu)擴展,鐵素(su)體(ti)含(han)(han)量(liang)應在(zai)6%左右。
3.奧氏作不銹鋼的形變(bian)強化
單相(xiang)的(de)奧氏體(ti)不銹鋼(gang)(gang)具(ju)有良好的(de)冷變形性(xing)能,可以(yi)冷拔成很(hen)(hen)細的(de)鋼(gang)(gang)絲,冷軋成很(hen)(hen)薄的(de)鋼(gang)(gang)帶或鋼(gang)(gang)管。經(jing)過大(da)量變形后,鋼(gang)(gang)的(de)強度大(da)力(li)提高 ,尤其是(shi)在(zai)零下溫區軋制(zhi)時,效果更為顯(xian)著。抗(kang)拉強度可達 2000 MPa以(yi)上。這是(shi)因為除了冷作硬化效果外,還疊加了形變誘發M轉變。
奧氏(shi)作不銹(xiu)鋼經形(xing)(xing)變(bian)強化后(hou)(hou)可用來制造不銹(xiu)彈簧、鐘表發(fa)條(tiao)、航空結(jie)構(gou)中(zhong)(zhong)的鋼絲繩等。形(xing)(xing)變(bian)后(hou)(hou)若需焊接,則只能采(cai)用點焊工藝(yi)、形(xing)(xing)變(bian)使應力腐蝕(shi)傾向性增(zeng)加(jia)。并因部分γ->M轉變(bian)而產生鐵磁性,在使用時(如儀表零件中(zhong)(zhong))應予(yu)以考慮。
再(zai)(zai)結(jie)晶(jing)溫(wen)度(du)(du)隨形變量而改變,當(dang)形變量為60%時,其再(zai)(zai)結(jie)晶(jing)溫(wen)度(du)(du)降為650℃冷變形奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼再(zai)(zai)結(jie)晶(jing)退火溫(wen)度(du)(du)為850~1050℃,850℃則需保溫(wen)3h,1050℃時透燒即可,然后水冷。
4.奧氏作不銹鋼(gang)的熱處(chu)理
奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)常用的熱處(chu)理(li)工藝有:固溶處(chu)理(li)、穩定化處(chu)理(li)和去(qu)應力處(chu)理(li)等(deng)。
(1)固溶處理。將(jiang)鋼(gang)加(jia)熱到(dao)1050~1150℃后水淬,主要(yao)目(mu)的是使碳化物溶于(yu)奧氏(shi)體(ti)(ti)中,并將(jiang)此狀態(tai)保留到(dao)室溫,這(zhe)樣鋼(gang)的耐蝕性會(hui)有很大改善(shan)。如上所述,為了防止晶問腐蝕,通(tong)常采(cai)用(yong)固溶化處理,使Cr23C6溶于(yu)奧氏(shi)體(ti)(ti)中,然后快速冷(leng)卻。對于(yu)薄壁件(jian)可采(cai)用(yong)空冷(leng),一般情(qing)況采(cai)用(yong)水冷(leng)。
(2)穩定化處(chu)理(li)。一般是(shi)在(zai)(zai)固(gu)溶(rong)處(chu)理(li)后(hou)進行,常(chang)用于含Ti、Nb的(de)18-8鋼,固(gu)處(chu)理(li)后(hou),將鋼加熱到850~880℃保溫后(hou)空冷 ,此時Cr的(de)碳(tan)化物(wu)完(wan)全溶(rong)解,脫而(er)鈦的(de)碳(tan)化物(wu)不(bu)完(wan)全溶(rong)解,且在(zai)(zai)冷卻(que)過程中充分析出,使碳(tan)不(bu)可能(neng)再形成鉻的(de)碳(tan)化物(wu),因而(er)有效(xiao)地消除了(le)晶間(jian)腐(fu)蝕。
(3)去(qu)應(ying)力(li)(li)(li)處理。去(qu)應(ying)力(li)(li)(li)處理是消除(chu)(chu)鋼(gang)在冷加(jia)工或(huo)焊接(jie)后(hou)的(de)殘余(yu)應(ying)力(li)(li)(li)的(de)熱(re)處理工藝(yi)一般加(jia)熱(re)到(dao)300~350℃回(hui)火。對于不(bu)含(han)穩定(ding)化元素Ti、Nb的(de)鋼(gang),加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)不(bu)超(chao)過450℃,以(yi)免析出(chu)鉻的(de)碳化物而引起晶間腐(fu)蝕。對于超(chao)低碳和(he)含(han)Ti、Nb不(bu)銹鋼(gang)的(de)冷加(jia)工件和(he)焊接(jie)件,需在500~950℃,加(jia)熱(re),然(ran)后(hou)緩冷,消除(chu)(chu)應(ying)力(li)(li)(li)(消除(chu)(chu)焊接(jie)應(ying)力(li)(li)(li)取上限溫(wen)度(du)),可以(yi)減(jian)輕晶間腐(fu)蝕傾向并提高(gao)鋼(gang)的(de)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕抗(kang)力(li)(li)(li)。
四、奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼
在奧(ao)氏不銹(xiu)鋼的基礎上(shang),適當(dang)增加(jia)Cr含量并減少Ni含量,并與回溶化(hua)處(chu)(chu)理相(xiang)(xiang)配合,可獲得具有(you)奧(ao)氏體(ti)和鐵(tie)素體(ti)的雙(shuang)相(xiang)(xiang)組織( 含40~60%δ-鐵(tie)素體(ti))的不銹(xiu)鋼,典(dian)型(xing)鋼號有(you)0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、OCr21Ni6Mo2Ti等。雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼有(you)較(jiao)好的焊(han)接(jie)性(xing),焊(han)后不需(xu)熱處(chu)(chu)理,而(er)且其晶間腐蝕、應力(li)腐蝕傾向性(xing)也較(jiao)小。但由(you)于(yu)含Cr量高,易形(xing)成σ相(xiang)(xiang),使(shi)用時(shi)應加(jia)以注(zhu)意(yi)。
如何鑒(jian)別不(bu)銹鋼(gang)和“不(bu)銹鐵”
奧氏(shi)體(ti)不銹鋼
在常溫下具有奧氏體組(zu)織的(de)不銹鋼。鋼中(zhong)含Cr約18%、Ni 8%—10%、C約0.1%時
,具有穩定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此(ci)基礎(chu)上
增加Cr、Ni含量并加入(ru)Mo、Cu、Si、Nb、Ti等(deng)元素發展(zhan)起來的(de)高Cr-Ni系列鋼。奧
氏體不(bu)銹(xiu)鋼無磁性(xing)而(er)且具(ju)有(you)高韌性(xing)和(he)塑性(xing),但強度較低,不(bu)可(ke)能(neng)通(tong)過相變使之強化
,僅能通過冷加工進行強化。如加入S,Ca,Se,Te等元素,則具有良(liang)好的易切削
性。此類鋼除耐氧化性酸介質腐蝕外,如果含有Mo、Cu等(deng)元(yuan)素還能(neng)耐(nai)硫酸(suan)、磷酸(suan)以
及甲酸、醋酸、尿素等的腐蝕。此類鋼中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni,就可(ke)
顯著提高其(qi)耐(nai)晶間腐(fu)蝕性能(neng)。高硅的(de)奧氏(shi)體不銹鋼濃硝酸肯(ken)有良好的(de)耐(nai)蝕性。由于
奧氏體不銹鋼具有全面的和良(liang)好的綜合性能,在(zai)各行各業中獲得了(le)廣泛的應用。
鐵素體不銹鋼(gang)
在(zai)使用狀態(tai)下以(yi)鐵(tie)素體組織為(wei)主的不銹鋼。含鉻(ge)量(liang)在(zai)11%-30%,具(ju)有體心立方
晶體結構。這類鋼一般不含鎳,有時還含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素(su),這類鋼具
導熱系(xi)數(shu)大,膨(peng)脹(zhang)系(xi)數(shu)小、抗(kang)(kang)氧化(hua)性好(hao)、抗(kang)(kang)應力(li)腐蝕(shi)優良等特點,多用于制造耐大
氣(qi)、水蒸氣(qi)、水及(ji)氧(yang)化性酸腐蝕(shi)的零部件。這類(lei)鋼存在塑性差(cha)、焊(han)后塑性和耐蝕(shi)性
明顯降低等缺點,因而限制了它的應用。爐外精煉技術(AOD或VOD)的應用(yong)可使碳
、氮(dan)等(deng)間(jian)隙元素大大降低(di),因此(ci)使(shi)這類鋼獲得(de)廣泛應用(yong)。
奧氏體--鐵素體雙相不銹鋼
是奧氏體和鐵素體組織各約占一半的(de)不銹鋼。在(zai)含(han)C較低的情況(kuang)下,Cr含量(liang)在
18%—28%,Ni含量在3%—10%。有些鋼還(huan)含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等(deng)合金元素。
該類鋼(gang)兼有奧氏體(ti)和(he)鐵(tie)素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的特點,與鐵(tie)素(su)體(ti)相比,塑性、韌性更高,無室
溫脆性,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高,同時還保持有鐵素體不銹鋼的4
75℃脆性(xing)以及導熱系數高,具有超(chao)塑性(xing)等特點。與奧氏(shi)體不銹鋼相比(bi),強(qiang)度高且耐
晶間腐蝕(shi)和耐(nai)氯化(hua)物(wu)應(ying)力(li)腐蝕(shi)有明顯提(ti)高。雙(shuang)相不銹鋼(gang)具(ju)有優良的耐(nai)孔(kong)蝕(shi)性能,也(ye)
是一種節鎳(nie)不銹鋼。
激(ji)光加工最大(da)厚度
鍍鋅鋼板最(zui)大加(jia)工厚度為(wei)12mm
不(bu)銹鋼板最大加工(gong)厚度為12mm
碳(tan)鋼最大加工厚度為20mm
鋁板最大加工厚度為6mm
木材(cai)纖維板最大(da)加(jia)工厚(hou)度(du)為30mm
有(you)機(ji)玻(bo)璃亞克力板最大加(jia)工厚(hou)度為30mm
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